Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование дефектов, ответственных за коллапс тока в полевых транзисторах AlGaN/GaN

Фамилия
Турусова
Имя
Юлия
Отчество
Андреевна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
Академическая группа
ППЭ-13-2
Научный руководитель
к.т.н., проф. Поляков А.Я.
Название тезиса
Исследование дефектов, ответственных за коллапс тока в полевых транзисторах AlGaN/GaN
Тезис

Полевые транзисторы на основе гетеропереходов AlGaN/GaN широко используются в силовой электронике. Главным фактором, ограничивающим их применения, является «коллапс» тока, т.е. снижение достижимой мощности прибора на высокой частоте по сравнению с работой на постоянном токе. Что вызвано неравновесным захватом носителей тока, вызываемым переключением напряжения на затворе транзистора (gate-lag) и на стоке (drain-lag).

Изучение характеристик центров, ответственных за коллапс, основано на измерении температурных и полевых зависимостей релаксаций токов стока и затвора при изменении напряжения на затворе и стоке. Анализ затруднён неэкспоненциальным характером релаксаций, вызванным неоднородными распределением упругих напряжений в гетероструктуре и распределением по длине и глубине структуры электрического поля, что приводит к размытию уровней в зоны и неэкспоненциальностью захвата и эмиссии.

Нами предложен метод анализа кривых релаксаций, представляющий их как суперпозицию растянутых экспонент вида exp(-(t/to)b) или процессов, в которых эмиссия описывается Гауссовым уширением времени релаксации c характерным временем релаксации to и дисперсией Dt.  Для обеих моделей предложены алгоритмы определения параметров релаксации, позволяющие найти to с уширением, описываемым либо параметром b для растянутых экспонент, либо дисперсией Dt для Гауссового уширения. Измерение температурных зависимостей кривых релаксации позволяет найти положение энергетического уровня, участвующего в захвате или эмиссии и характерное уширение уровня (ширину «зоны» для Гауссового уширения).

 Начальные параметры центров находятся из положения пиков в производных релаксациях по логарифму времени, затем кривые релаксации подгоняются. Установлено: процессы неравновесного захвата носителей при подаче на затвор запирающего импульса напряжения часто являются термически активируемыми с энергией активации около 0.7 эВ. Слабая температурная зависимость стационарного тока затвора указывает либо на преобладание в процессе глубоких центров с высоким барьером для захвата электронов, либо на более сложные изменения, вызванные термической ионизацией центров в барьере AlGaN. Измерения спектров глубоких уровней в эпитаксиальных слоях AlGaN показывают, что такие центры могут быть в барьерах.